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Vortrag

Schadenslokalisierung mit Lambwellen in komplexen Faserverbundstrukturen

Mittwoch (21.06.2017)
10:20 - 10:40 Uhr
Bestandteil von:


Moderne Luftfahrtstrukturen werden zunehmend aus faserverstärkten Kunststoffen gefertigt, um deren Gewicht zu reduzieren und einen effizienteren Betrieb der Luftfahrzeuge zu erreichen. Dem Leichtbau sind jedoch u. a. dadurch Grenzen gesetzt, dass Faserverbundwerkstoffe ein Schädigungsverhalten aufweisen, welches sich deutlich von dem metallischer Strukturen unterscheidet. Kritisch sind vor allem Impaktschäden, welche durch langsame und stumpfe Gegenstände hervorgerufen werden. Da diese Schäden mit bloßem Auge nicht zuverlässig detektiert werden können, müssen die Strukturen so ausgelegt sein, dass sie auch bei Vorhandensein unentdeckter Schäden sicher sind. Das Leichtbaupotenzial von Faserverbundwerkstoffen kann so nicht vollständig ausgeschöpft werden.


Durch eine integrierte und kontinuierliche Strukturüberwachung (SHM) lassen sich Schäden potenziell sofort nach ihrem Eintreten erkennen. Der praktische Einsatz von SHM-System setzt jedoch voraus, dass diese Schäden nicht nur detektieren, sondern sie auch in komplexen Strukturen mit wenigen Sensoren präzise lokalisieren können. Gegenwärtige Verfahren erfüllen diesen Anspruch nur unbefriedigend. Daher wird ein akustisches Verfahren auf Basis der Ausbreitung von Lambwellen vorgestellt, welches insbesondere durch die Kombination eines laufzeitbasierten Rekonstruktionsansatzes und einer Laufzeitberechnung unter Berücksichtigung orts- und richtungsabhängiger Geschwindigkeiten in der Lage ist, Interaktionsorte dieser Wellen auch in komplexeren Strukturen zu lokalisieren. Die Entwicklung und Validierung dieses Verfahrens erfolgt mit Hilfe räumlich hochaufgelöster Wellenfelder, welche durch ein für diesen Zweck entwickeltes Messsystem auf Basis eines Laservibrometers erfasst werden. Neben der kontinuierlichen Strukturüberwachung ist das Verfahren auch für eine automatisierte zerstörungsfreie Prüfung geeignet.

Sprecher/Referent:
Dr.-Ing. Florian Raddatz
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Peter Wierach
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
  • Prof. Dr. Michael Sinapius
    TU Braunschweig, Institut für Adaptronik und Funktionsintegration (iAF)